- Khiên đào từng phần thích hợp với hầm có đờng kính nhỏ do khả năng giữ ổn định mặt gơng của khiên thấp;
(b)Độ chênh áp “màng “
5.2.3. Kết cấu vỏ hầm và chế tạo đoạn vỏ hầm
a. Hỡnh dạng mặt cắt ngang đường hầm
Thi cụng CTN bằng phương phỏp hạ chỡm cú thể sử dụng nhiều loại hỡnh dạng tiết diện ngang CTN khỏc nhau nhau như tiết diện ngang hỡnh chữ nhật, hỡnh trũn hoặc hỡnh elip. Tiết diện ngang hỡnh chữ nhật đặc biệt phự hợp với CTN giao thụng tiết diện
lớn hoặc kết hợp giữa đường bộ và đường sắt. Mặt cắt ngang hỡnh chữ nhật cú ưu điểm hơn hỡnh trũn do hệ số sử dụng tiết diện ngang lớn hơn và cú thể bố trớ 48 làn xe. Mặt cắt ngang đường hầm chữ nhật đũi hỏi khúi lượng đào nền tối thiểu, chi phớ cốp pha cho vỏ bờ tụng thấp và đơn giản khi gia cụng cho vỏ thộp. Tuy nhiờn, mặt cắt ngang hỡnh trũn thớch hợp với đường hầm nằm sõu chịu ỏp lực nước lớn để giảm trị số mụ men trong kết cấu vỏ hầm. Những mặt cắt ngang hỡnh trũn chỉ cú thể bố trớ 2 đường xe, khi cần xõy dựng 4 đường xe cần thiết kế hai đường hầm đặt song song với nhau. Trong thiết kế, khi lựa chọn dạng mặt cắt ngang cần chỳ ý nhiều hơn tới đặc tớnh tải trọng tỏc dụng. Trờn hỡnh 5-8 giới thiệu một số loại tiết diện ngang CTN thi cụng bằng phương phỏp hạ chỡm sử đó sử dụng.
b. Chiều dài đ ốt hầm
Chiều dài mỗi đoạn đỳc sẵn (đến 100m) lớn hơn rất nhiều so với chiều dài một đốt vỏ hầm đổ tại chỗ nờn số lượng mối nối giảm đi rất nhiều làm tăng khả năng cỏch nước cho đường hầm.
Tựy vào điều kiện cụ thể mà chiều dài mỗi đốt hầm cú thể khỏc nhau (do điều kiện thi cụng, do trang thiết bị, do mức độ chật hẹp của lũng sụng, v.v…) theo nguyờn tắc chiều dài đốt hầm càng lớn càng hiệu quả (giảm số lượng mối nối). Chiều dài cỏc đốt hầm thay đổi từ 30-100m. Hiện nay, chiều dài mỗi đốt hầm bằng 90m được coi là tối ưu nhất. Như khi thi cụng đường hầm qua vịnh Leeningrat mỗi đoạn dài 75m, nặng 8000 tấn. Đường hầm Laphonten ở Canada mỗi đoạn dài 109,7m, năng 32000 tấn.
Hỡnh 5-8. Một số tiết diện ngang CTN được sử dụng khi thi công bằng ph-ơng pháp hạ chìm
Hỡnh 5.9. Một số tiết diện ngang CTN được sử dụng khi thi cụng bằng phương phỏp hạ chỡm tại một số nước
c. Vật liệu chế tạo vỏ hầm
Vỏ hầm thi cụng bằng phương phỏp hạ chỡm chủ yếu làm bằng thộp hoặc bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn. Kết cấu đường hầm vỏ thộp dạng tấm kết hợp với lớp vỏ bờ tụng bờn trong, trong khi kết cấu đường hầm bằng bờ tụng chỉ cú thờm cốt thộp thanh hoặc cỏp thộp ứng suất trước để tăng khả năng chịu kộo trong vỏ hầm.
Số lượng đường hầm hạ chỡm sử dụng vỏ bờ tụng hiện nay gấp khoảng 2 lần đường hầm dựng vỏ thộp.
Đối với đường hầm vỏ thộp, gần như trong tất cả cỏc trường hợp, lớp vỏ bờ tụng phớa trong được thi cụng khi lớp vỏ thộp đốt hầm đang nổi trờn mặt nước. Ngược lại, đốt vỏ hầm bằng bờ tụng được đỳc hoàn chỉnh trước khi kộo thả trờn mặt nước đến vị trớ hạ chỡm.
a. Chế tạo vỏ hầm bằng thộp b. Thi cụng đổ bờ tụng cho vỏ hầm Hỡnh 5-10. Chế tạo và thi cụng vỏ hầm
Mục đớch của việc đổ bờ tụng bờn trong lớp vỏ thộp ở trạng thỏi nổi là để trỏnh hiện tượng biến dạng và phỏt sinh mụ men trong vỏ thộp. Lớp vỏ thộp đường hầm cú thể chia thành 3 loại: 1 lớp vỏ, 2 lớp vỏ (phỏt triển tại Mỹ) và vỏ nhiều ngăn - sandwich (phỏt triển tại Nhật).
Trong kết cấu vỏ thộp 1 lớp, vỏ bờ tụng cú chức năng tăng khả năng chịu tải cho vỏ hầm và phải sử dụng kết cấu tăng sức cho lớp vỏ thộp (sườn tăng cứng) trước khi bờ tụng phỏt huy hết cường độ.
Trong kết cấu vỏ thộp 2 lớp (thường là hỡnh trũn), bờ tụng được đổ vào khoảng giữa 2 lớp vỏ thộp. Kết cấu vỏ hầm thộp được bảo vệ bờn ngoài bằng sống bờ tụng tăng cứng phớa dưới, vỏ bờ tụng đổ dưới nước ở bờn sườn (tremie concrete) và bờ tụng kết cấu tại núc (structural concrete), thộp tấm cấu tạo. Kết cấu vỏ hầm bờn ngoài cú dạng bỏt giỏc. Lớp vỏ bờ tụng bờn trong của vỏ hầm thộp 2 lớp mỏng hơn so với trường hợp vỏ thộp 1 lớp và vỏ nhiều ngăn.
Trong kết cấu vỏ thộp nhiều ngăn, khụng gian giữa 2 lớp vỏ thộp được phõn chia bởi cỏc tấm thộp bố trớ theo cả 2 phương. Cỏc tấm vỏ hầm được tăng cứng bởi cỏc tấm thộp phẳng hoặc chữ L. Bờ tụng tự đầm khụng co ngút được bơm vào từng ngăn qua cỏc lỗ chờ sẵn cũn khụng khớ thoỏt ra ngoài qua cỏc lỗ khỏc. Bờ tụng khụng cú cốt thộp được giả thiết chỉ chịu lực nộn và cú tỏc dụng tăng cứng cho cỏc lớp vỏ thộp đường hầm.
Hỡnh 5-11. Kết cấu vỏ hầm bằng thộp
So sỏnh về giỏ thành, vỏ hầm bằng thộp thường cú giỏ thành cao hơn vỏ hầm bằng bờ tụng. Thi cụng vỏ hầm bằng bờ tụng đơn giản hơn, ớt đũi hỏi lao động cú tay nghề cao so với thi cụng vỏ hầm thộp (đũi hỏi kỹ thuật hàn, gia cụng vỏ thộp cao). Ngoài ra việc xử lý rũ rỉ nước qua lớp vỏ thộp khú khăn và phức tạp hơn rất nhiều so với vỏ bờ tụng.